DE2840827C2

DE2840827C2 -

Info

Publication number: DE2840827C2
Application number: DE19782840827
Authority: DE
Inventors: Dirk Jan Westervoort Nl Viezee; Petrus J.M. Rheden Nl Mekkelholt; Johannes A. Dr. Velp Nl Juijn
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1978-09-20
Publication date: 1988-06-09
Also published as: FR2404064A1; NL7710470A; GB2005320B; GB2005320A; DE2840827A1; US4217387A; FR2404064B3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus synthetischen Filamenten, bei welchem ein oder mehrere Bündel gleichgerichteter Filamente aus einer oder mehreren Spinndüsen austreten und mit einer Treibluftdüse zu einer die Filamente ausbreitenden Platte bewegt werden, wobei die Ausbreitplatte unter einem Winkel in bezug auf die genannte Treibluftdüse angeordnet ist, und bei welchem der aus den ausgebreiteten Filamenten und der Treibluft resultierende Massestrom von der Ausbreitplatte abläuft und zu einer ortsfest angeordneten Ablenkplatte bewegt wird, wobei die Ablenkplatte mit der Ausbreitplatte einen Winkel und zusammen mit der Ablaufkante der Ausbreitplatte einen Schlitz bildet, durch welchen die Filamente hindurchgeführt werden und wobei der Massestrom in Richtung einer sich vorwärtsbewegenden Aufnahmeeinrichtung abgelenkt wird, auf welche die Filamente zur Bildung eines Vlieses kreuz und quer abgelegt werden, das anschließend in bekannter Weise verfestigt wird.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vorrichtung, bestehend aus einer Spinneinrichtung für synthetische Filamente, einer sich longitudinal bewegenden Aufnahmeeinrichtung, auf welcher die Filamente zur Bildung eines Vlises abgelegt werden, einer oder mehreren Treibluftdüsen für die Filamente, einer zwischen der Treibluftdüse und der Aufnahmeeinrichtung angeordneten Ausbreitplatte für die Filamente und einer in einer Entfernung von der Ablaufkante der Ausbreitplatte angeordneten Ablenkplatte, die mit der Ablaufkante einen Schlitz zum Hindurchführen der Filamente und mit der Ausbreitplatte einen Winkel bildet.

Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren und eine derartige gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der DE-OS 26 53 853 bekannt. Bei diesem Verfahren wird zunächst eine zweite Gruppe von Filamenten und unmittelbar daran anschließend eine erste Gruppe von Filamenten, letztere in Windungen auf eine sich fortbewegende Aufnahmefläche abgelegt, wobei die zweite Gruppe von Filamenten über eine Ausbreitplatte und eine Ablenkplatte geführt wird. Dieses bekannte Verfahren ist kompliziert und kann darüber hinaus zu einem weniger homogenen Vlies führen.

In der NL-PS 72 16 267 wird die Herstellung eines Spun-bonded-Vlieses beschrieben, worunter hier Vliese verstanden werden, die in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden, welches mit dem Erspinnen und Abziehen der Filamente beginnt und sich bis hin zum Ablegen derselben in zufälliger Anordnung auf einer Trägerfläche erstreckt, gefolgt von einem wenigstens provisorischen Verbinden der Filamente, um den gewünschten Zusammenhalt zu erreichen.

Gemäß der letztgenannten Patentschrift werden diese Vliese in der Weise hergestellt, daß ein oder mehrere Filamentbündel ersponnen und mittels Blaseinrichtungen abgezogen werden, bei denen jedes Filamentbündel mit Hilfe schnellströmender Luft gefördert wird, wodurch die aus der Blaseinrichtung strömende Luft das Filamentbündel auf eine sozillierende Ausbreitplatte schleudert, welche unter einem Winkel zu der Blaseinrichtung angeordnet ist. Beim Auftreffen der Filamente auf der Ausbreitplatte werden die Filamente etwas auseinandergebreitet und bilden sich zufällig ergebende Schlingen auf der Oberfläche der Ausbreitplatte. Die auf diese Weise ausgebreiteten Filamente rutschen von der Platte herunter und werden von dem sie begleitenden Luftstrom zu einem sich bewegenden Siebband weitergefördert, bei dem die Luft von unten abgesaugt wird und auf dem die Filamente regellos verlegt werden und somit ein Vlies ergeben. Das Ausbreiten der Filamente wird noch dadurch verstärkt, daß von einer zusätzlichen Blaseinrichtung ein Luftstrahl auf die Stelle gerichtet wird, an welcher die Filamente auf der Ausbreitplatte auftreffen. Zur Herstellung isotroper Vliese ist es erforderlich, die Ausbreitplatte in schnelle Oszillation zu versetzen. Dieses Erfordernis hat mechanische und akustische Nachteile. Vliese wiederum, die mit einer ortsfest angeordneten Ausbreitplatte hergestellt werden, erhalten ungleichmäßige Eigenschaften in Quer- und Längsrichtung, wodurch ihr Einsatz überall dort, wo an die Isotropie ihrer mechanischen Eigenschaften hohe Anforderungen gestellt werden, nicht möglich ist. Dies trifft im besonderen Maße für den Einsatz derartiger Vliese für textile Zwecke, als Verstärkung für bituminierte Dachpappe, als Trägermaterial für Streichmassen oder für beschichtete Produkte, wie Fußbodenbeläge oder Isoliermaterial, und andere technische Verwendungszwecke zu.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Isotropie der Vliese mit Hilfe von stationär angeordneten Führungseinrichtungen verbessert und insbesondere Vliese mit in Längs- und Querrichtung gleicher Festigkeit hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren bzw. der gattungsgemäßen Vorrichtung durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile von Anspruch 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen zeigen die Unteransprüche 2 und 4.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Vlieseigenschaften in Längs- und Querrichtung auf einfache Weise einander angeglichen werden können, indem die Lage der Ablenkplatte entsprechend eingestellt und die Stärke des aus der flachen Luftdüse austretenden Luftstromes entsprechend bemessen werden. Je enger der Schlitz zwischen der Ablenkplatte und der Ablaufkante der Ausbreitplatte bemessen wird, desto größer ist der in Querrichtung verlegte Filamentanteil. Je größer die Stärke des aus der flachen Düse austretenden Luftstroms bemessen wird, desto stärker werden die Filamente gezwungen, eine Lage einzunehmen, die eine größere Komponente in Längsrichtung aufweist. Die Blasrichtung der flachen Luftdüse kann die gleiche sein wie die Bewegungsrichtung der Aufnahmeeinrichtung, sie kann zu dieser aber auch entgegengesetzt oder unter einem bestimmten Winkel verlaufen. Obwohl die Erfindung sich nicht nur auf flache Platten beschränkt, sondern auch auf leicht gekrümmte Platten erstreckt, erhält man sehr gute Ergebnisse bei Verwendung der weniger aufwendigen und leichter einstellbaren flachen Ausbreitungs- und Ablenkplatten.

Die Filamente werden ganz besonders gut ausgebreitet, wenn der Winkel zwischen der Ausbreitplatte und der Treibluftdüse 30°-60° beträgt. Der Winkel zwischen der Ablenkplatte und der Ausbreitplatte beträgt vorzugsweise 15°-45°.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Spinnvliesen aus einer Anzahl von Filamentbündeln, die mit in einer Reihe angeordneten Spinndüsen ersponnen werden, welche eine große Anzahl von Spinnöffnungen haben. Dabei ist es üblich, eine gemeinsame Ausbreitplatte für alle aus solchen in einer Reihe angeordneten Spinndüsen austretenden Filamente zu verwenden.

Eine besondere Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, ein Vlies herzustellen, dessen Dicke und Eigenschaften besonders gleichmäßig sind, wobei diese Ausgestaltungsform dadurch gekennzeichnet ist, daß der Massestrom aus den Filamenten und der Treibluft aller Filamentbündel gemeinsam über eine gemeinsame Ablenkplatte geleitet wird in einer Weise, daß die Filamente benachbarter Bündel sich gegenseitig überlappen und auf diese Weise ein gleichmäßiges Vlies bilden und die flache Luftdüse sich über die gesamte Breite dieses Stromes erstreckt.

Der für die Filamente aller Bündel gemeinsame Schlitz zwischen der Ausbreitplatte und der Ablenkplatte und die Verwendung der flachen Luftdüse bewirken das intensive Vermischen der Filamente in Querrichtung, so daß eine gleichmäßige Vliesdicke erreicht wird.

Der Schlitz zwischen der Ausbreitplatte und der Ablenkplatte darf nicht zu eng bemessen werden, da ein freier Durchgang der in großen Schlaufen liegenden Filamente erforderlich ist, um zu einem gleichmäigen Vlies zu gelangen. Auf der anderen Seite muß der Schlitz so eng bemessen werden, daß die mit den Filamenten heranströmende Treibluft aus den Treibluftdüsen in ausreichender Weise abgebremst wird. Die Kraft des übrigbleibenden Treibluftstromes, der die Filamente zu der Aufnahmeeinrichtung fördert, wird auf diese Weise in ausreichendem Maße reduziert, so daß die Filamente gleichmäßig darauf abgelegt werden und nicht mehr abheben. Es wurde gefunden, daß sehr günstige Ergebnisse mit einer Schlitzweite im Bereich von 5 bis 15 mm bei einer Länge von 100 bis 300 mm sowohl für die Ausbreit- als auch für die Ablenkplatte und einer Luftgeschwindigkeit von 5 bis 100 m/s für den aus der flachen Luftdüse austretenden Luftstrom, gemessen an der Stelle, an der der aus den Filamenten und der Treibluft gebildete Massestrom auftrifft, erreicht werden.

Eine solche Geschwindigkeit wird bereits bei niedrigen Luftdrücken erreicht, wodurch das Verfahren sehr wirtschaftlich arbeitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind insbesondere zur Herstellung von Spinnvliesen aus Polypropylen-, Polyamid- und Polyester-, wie beispielsweise Polyäthylenterephthalat-, Filamenten geeignet. Die Filamente können auch aus mehreren Komponenten bestehen, beispielsweise aus einem Polyesterkern und einer Copolyester- oder Polyamidummantelung. Vorzugsweise werden die Filamente mit Spinndüsen ersponnen, die 25 bis 500 Spinnöffnungen haben und einen Titer im Bereich von 1 bis 15 dtex ergeben, wobei diese Werte keine Begrenzung darstellen. Die Spinngeschwindigkeit, worunter die Geschwindigkeit verstanden wird, mit welcher die Treibluftdüsen die Filamente zu der Ausbreitplatte fördern, liegt in der Regel im Bereich zwischen 500 bis 600 m/min. Bei Erhöhung der Spinngeschwindigkeit, beispielsweise oberhalb 2500 m/min wird im allgemeinen eine höhere Gleichmäßigkeit erreicht. Die zum Verstrecken der Filamente erforderlichen Kräfte steigen mit steigender Filamentzahl im Vlies, was die Verwendung stärkerer Treibluftdüsen mit höherem Luftverbrauch erfordert, um diese Kräfte auf die Filamente zu übertragen. Derartige Einrichtungen sind jedoch dann nicht erforderlich, wenn das Verfahren so durchgeführt wird, daß im Anschluß an das Erspinnen der Filamente diese über eine Anzahl angetriebener Rollen geführt werden, mit deren Hilfe die Filamente in der Zone zwischen Spinndüse und eben diesen Rollen orientiert werden, wonach die verstreckten Filamente mit Hilfe verhältnismäßig kleiner Treibluftdüsen auf der Ausbreitplatte abgelegt werden.

Damit das Vlies den notwendigen Zusammenhalt erhält, sollte es verfestigt werden, so z. B. indem es während einer Wärmebehandlung zusammengedrückt wird, so daß die Filamente an ihren Kreuzungspunkten miteinander verbunden werden. Das Vlies kann auch durch Vernadeln oder mit Hilfe von Klebern verfestigt bzw. gebunden werden.

Da die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Vliese sehr isotrop sind, was ihre mechanischen Eigenschaften angeht, sind sie besonders gut zur Herstellung von Kleidungsstücken und Haushalttextilien, beispielsweise von Polstermaterial, und im technischen Bereich, beispielsweise als Filtermaterial, Unterlagen zur Aufnahme von Streichmassen und für geschichtete Produkte, wie Bodenbeläge, Isoliermaterial, Überzüge, Armierungen für Kunststoffe und sekundäre Teppichunterlagen geeignet. Die Vliese sind auch für die Verwendung im Bausektor, beispielsweise in Form von Drainagematerial geeignet. Die thermisch gebundenen Vliese aus Bikomponenten-Filamenten insbesondere solche, mit einem Gewicht im Bereich von 100 bis 300 g/m² sind insbesondere als primäre Teppichunterseite und als Armierung für beispielsweise bituminöse Dachpappe geeignet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer gemeinsamen Ausbreitplatte und einer gemeinsamen Ablenkplatte.

In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Positionsnummern gekennzeichnet.

Die Position 1 stellt eine Spinndüse einer nicht dargestellten Spinnmaschine dar. Die Spinndüse 1 ist mit einer Anzahl Spinnbohrungen versehen, aus welcher ein Filament- bzw. Fadenbündel 2 ausgesponnen wird. Das Fadenbündel 2 wird über angetriebene Rollen 18 und 19 geführt und anschließend von der mit Preßluft betriebenen Treibluftdüse 3 angesaugt. Die Treibluftdüse 3 wird über die Rohrleitung 15 mit Preßluft versorgt. Die Geschwindigkeit der Rollen 18 und 19 kann so eingestellt werden, daß die Orientierung der Moleküle in den Filamenten 2 bereits stattfindet, bevor diese die Rollen 18 und 19 erreichen. Die Treibluft und die Filamente 2 treten aus der Treibluftdüse 3 aus und werden mit hoher Geschwindigkeit auf der Oberfläche der Ausbreitplatte 4 abgelegt, die unterhalb der Austrittsöffnung der Treibluftdüse 3 angeordnet ist. Beim Auftreffen des Fadenbündels 2 auf der Ausbreitplatte 4 wird das Fadenbündel 2 geöffnet. Ebenfalls auf die Ausbreitplatte 4 ist ein anderer Luftstrom gerichtet, der aus einer Luftblaseinrichtung 17 austritt, welche in unmittelbarer Nähe der Treibluftdüse 3 angeordnet ist. Das geöffnete Filamentbündel 2 verläßt zusammen mit einem starken Luftstrom die Ausbreitplatte 4 über eine Ablaufkante 5, welche zusammen mit einer Ablenkplatte 7 einen Schlitz 6 bildet. Ein Teil der Luft und die Filamente 2 werden von der Ablenkplatte 7 in Richtung auf eine Aufnahmeeinrichtung in Gestalt eines endlosen Siebbandes 8 abgelenkt. Unmittelbar unterhalb des vorderen Abschnittes des Siebbandes 8 ist eine Luftabsaugvorrichtung 9 zum Absaugen der Luft angeordnet, die zusammen mit den Filamenten 2 bis dorthin gelangt. Eine Blasluftdüse 10 hat eine unmittelbar unterhalb der Ablenkplatte 7 angeordnete schlitzförmige Austrittsöffnung 11 und ist ebenfalls auf das Filamentbündel 2 gerichtet. Die Luft wird über eine Leitung 16 zugeführt. Das Vlies hat die Positionsnummer 12.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Erspinnen von sechs Filamentbündeln mit einer gemeinsamen Ausbreitplatte 4 und einer gleich breiten Ablenkplatte 7. Diese Platten 4; 7 sind mit je einer Drehachse 13 bzw. 14 versehen, wodurch sie einstellbar auf der Maschine angeordnet werden können. Zur Vereinfachung sind weder der Maschinenrahmen noch die Halterung für die schlitzförmige Blaseinrichtung 10, 11, 16 in der Figur dargestellt.

Beispiel

Mit der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung wurde ein Spinnvlies aus Polyäthylenterephthalatfilamenten mit einem Einzeltiter von 4 dtex hergestellt. Die verwendete Spinndüse hatte 180 Bohrungen. Die Rollen 18 und 19 hatten eine Umfangsgeschwindigkeit von 4400 m/min. Das Filamentbündel wurde hinter den Rollen mittels einer Treibluftdüse mit einer Geschwindigkeit von 4400 m/min auf die Ausbreitplatte geschleudert. Unmittelbar unterhalb der Stelle, an der das Faserbündel auf die Ausbreitplatte auftraf, war eine Luftdüse angeordnet, die auf die Ausbreitplatte gerichtet war, wobei die Austrittsgeschwindigkeit der Luft 200 m/s betrug. Der Abstand von der Stelle, an der das Faserbündel auf die Ausbreitplatte auftraf, bis zur Ablaufkante betrug 16 cm und der Winkel der ortsfest installierten Ausbreitplatte mit der Vertikalen betrug 45°. Der Winkel der Ablenkplatte mit der Vertikalen betrug 20°, und der Schlitz zwischen der Ausbreitplatte und der Ablenkplatte betrug 7 mm. Unmittelbar unterhalb der 12 cm langen Ablenkplatte war die Blaseinrichtung 10 angeordnet, die einen 0,5 mm breiten Schlitz aufweist, aus welchem die Luft mit einer Geschwindigkeit von 40 m/s austrat. Der Abstand der beschriebenen Blaseinrichtung 10 von der siebförmigen Oberfläche 8 betrug 25 cm. Die Filamente wurden so abgelegt, daß sie ein Vlies mit einem Flächengewicht von 250 g/m² ergaben, welches anschließend durch Vernadeln mit einer Stichzahl von 100 Einstichen/cm² verdichtet wurde.

Die Festigkeit und die Bruchdehnung des Vlieses wurden in Längs- und Querrichtung des Vlieses gemessen. Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Tabelle

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus synthetischen Filamenten, bei welchem ein oder mehrere Bündel gleichgerichteter Filamente aus einer oder mehreren Spinndüsen austreten und mit einer Treibluftdüse zu einer die Filamente ausbreitenden Platte bewegt werden, wobei die Ausbreitplatte unter einem Winkel in bezug auf die genannte Treibluftdüse angeordnet ist, und bei welchem der aus den ausgebreiteten Filamenten und der Treibluft resultierende Massestrom von der Ausbreitplatte abläuft und zu einer ortsfest angeordneten Ablenkplatte bewegt wird, wobei die Ablenkplatte mit der Ausbreitplatte einen Winkel und zusammen mit der Ablaufkante der Ausbreitplatte einen Schlitz bildet, durch welchen die Filamente hindurchgeführt werden, und wobei der Massestrom in Richtung einer sich vorwärtsbewegenden Aufnahmeeinrichtung abgelenkt wird, auf welche die Filamente zur Bildung eines Vlieses kreuz und quer abgelegt werden, das anschließend in bekannter Weise verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatte (7) mit der Ausbreitplatte (4) einen Winkel im Bereich von 10° bis 60° bildet und daß durch eine enge Ausgestaltung des Schlitzes (6) der genannte Massestrom verlangsamt wird und anschließend einem Luftstrom aus einer transversal gerichteten flachen Blaseinrichtung (10, 11, 16) ausgesetzt wird, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Aufnahmeeinrichtung (8) angeordnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fadenbündel (2) auf einer gemeinsamen Ausbreitplatte (4) auftreffen, daß der aus den Filamenten und der Treibluft aller Bündel resultierende Massestrom einer gemeinsamen Ablenkplatte (7) zugeführt wird, und zwar in der Weise, daß sich die Filamente benachbarter Bündel überlappen, um auf diese Weise ein gleichmäßiges Vlies (12) zu ergeben, und daß die Blaseinrichtung (10, 11, 16) sich über die gesamte Breite des gesamten Massestromes erstreckt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 bestehend aus einer Spinneinrichtung für synthetische Filamente, einer sich longitudinal bewegenden Aufnahmeeinrichtung, auf welcher die Filamente zur Bildung eines Vlieses abgelegt werden, einer oder mehreren Treibluftdüsen für die Filamente, einer zwischen der Treibluftdüse und der Aufnahmeeinrichtung angeordneten Ausbreitplatte für die Filamente und einer in einer Entfernung von der Ablaufkante der Arbeitsplatte angeordneten Ablenkplatte, die mit der Ablaufkante einen Schlitz zum Hindurchführen der Filamente und mit der Ausbreitplatte einen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, die den Ablenkplatte (7) mit der Ausbreitplatte (4) bildet, im Bereich von 10° bis 60° liegt und daß zwischen der Ablenkplatte (7) und der Aufnahmeeinrichtung (8) eine schlitzförmige Blaseinrichtung (10, 11, 16) angeordnet ist, deren Schlitz (11) eine Blasrichtung hat, die im wesentlichen parallel zu der Aufnahmeeinrichtung (8) verläuft, und die eine Breite hat, die der Breite der Ablenkplatte (7) entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Anzahl von in Querrichtung angeordneten Spinndüsen (1), unterhalb denen eine Anzahl von Treibluftdüsen (3) angeordnet ist, eine unterhalb der genannten Treibluftdüsen (3) angeordnete gemeinsame Ausbreitplatte (4) und eine Ablenkplatte (7), die sich wenigstens über die Breite der Ausbreitplatte (4) erstreckt.